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骨质疏松患者单髁置换过程中股骨假体置入位置优化的有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第3期29卷 464-470页

作者：刘蒙飞陈刚史易晗曾林姜侃依力哈木江•吾斯曼新疆医科大学第六附属医院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830000

背景:骨质疏松患者行单髁置换过程中,股骨假体的合理置入范围尚未见研究,既往的相关研究常建立在正常骨质的单髁置换模型上,而对于非正常骨质模型的力学研究较少。单髁置换后的并发症已经被证实与骨质疏松高度相关。目的:采用有限元法分... 详细信息

背景:骨质疏松患者行单髁置换过程中,股骨假体的合理置入范围尚未见研究,既往的相关研究常建立在正常骨质的单髁置换模型上,而对于非正常骨质模型的力学研究较少。单髁置换后的并发症已经被证实与骨质疏松高度相关。目的:采用有限元法分析Sled固定平台股骨假体冠状倾斜度对骨质疏松患者单髁置换后生物力学的影响,并且寻找骨质疏松与单髁置换后中远期并发症的相关性。方法:基于数字化影像技术获取膝关节和假体的数据,再通过Mimics、Geomagic studio等专用软件建立一个正常骨质膝关节模型。基于已验证的正常骨质膝关节模型,通过改变材料参数创建骨质疏松膝关节模型。以Sled固定平台股骨假体标准位置(0°)为基准,正常骨质组与骨质疏松组分别依次建立股骨假体内、外翻3°,6°,9°,共计14个单髁置换模型,计算并分析所有单髁置换模型中聚乙烯衬垫表面、胫骨假体下松质骨和皮质骨的应力变化。结果与结论:(1)在骨质疏松模型中,聚乙烯衬垫表面和胫骨假体下松质骨的高应力值随股骨假体倾斜角度的增加而增加,胫骨假体下皮质骨表面的高应力值随假体外翻角度的增加而增加,随内翻角度的增加而减小;(2)对于聚乙烯衬垫表面以及胫骨假体下皮质骨表面,骨质疏松组各倾斜角度模型的高应力值均大于正常骨质组中对应的模型;对于胫骨假体下松质骨表面,骨质疏松组各倾斜角度模型的高应力值均小于正常骨质组中对应的模型;(3)骨质疏松可能会引起单髁置换术后膝关节内部结构的生物力学异常,增加术后假体无菌性松动和假体周围骨折的潜在风险;骨质疏松性膝关节行Sled固定平台内侧单髁置换时应尽可能避免股骨假体在冠状面上内翻/外翻。

关键词：膝单髁置换骨质疏松股骨组件生物力学有限元分析

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复合纳米孔道的制备及其跨膜电流研究

复合纳米孔道的制备及其跨膜电流研究

作者：刘蒙飞温州大学

学位级别：硕士

当前,基于纳米尺度材料的不断发展,仿生纳米孔/纳米通道有着十分广泛的应用。仿生纳米孔道与生物离子孔道相比,具有形状及表面化学组成的可控性、优越性和稳定性,因此仿生纳米孔道的设计和开发越来越受到科学界的广泛关注。基于固态纳... 详细信息

当前,基于纳米尺度材料的不断发展,仿生纳米孔/纳米通道有着十分广泛的应用。仿生纳米孔道与生物离子孔道相比,具有形状及表面化学组成的可控性、优越性和稳定性,因此仿生纳米孔道的设计和开发越来越受到科学界的广泛关注。基于固态纳米孔道的制备及其跨膜电流的研究,主要研究内容包括两个方面:1、我们将ZIF-8纳米晶体原位修饰在阳极氧化铝薄膜(AAO)纳米孔道上。基于这种新型的复合固态纳米孔道,我们研究ZIF-8晶体尺寸的增大与跨膜离子电流的减小之间的关系,解释了ZIF-8在AAO纳米孔道中的原位结晶过程。当晶体生长时间足够时,ZIF-8晶体的大小只取决于AAO纳米孔道的直径。因此,通过控制AAO纳米孔道的直径,我们可以根据不同直径的AAO纳米孔道精细地调整ZIF-8晶体的尺寸。该方法可以激发更多ZIF材料在纳米孔道中的合成,从而为这些材料的合成开辟更高效、更经济的途径。2、利用原子转移自由基聚合(ATRP)技术,在AAO膜上利用原位修饰聚合物N-isopropylacrylamide(NIPAM),制备出具有功能化修饰的纳米孔道。在修饰过程中,我们认为空间位阻效应和亲疏水效应共同影响跨膜离子电流的变化,并作出了详细的解释。(a)修饰时间0-30 min为第一部分。NIPAM逐渐加入,微纳米尺度的晶体填充孔隙,因此影响跨膜离子电流的主要因素是纳米孔道的有效尺寸。(b)大约修饰30 min是一个重要的节点。NIPAM单体已经占据了大部分的孔道,两个效应之间相互平衡。(c)修饰30 min后,纳米通道的有效尺寸没有变化,影响离子电流的主要因素是亲疏水效应。NIPAM修饰后的AAO膜也满足纳米孔道对四种模型离子的通透性。结果表明,功能化修饰的纳米孔道为亲疏水离子的迁移行为提供了一种通用,简便的方法,具有潜在应用前景。

关键词：纳米孔道 PNIPAM ZIF-8 AAO 跨膜电流

不同骨密度对膝关节单髁置换后关节内各结构影响的三维有限元分析

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中国组织工程研究 2024年第24期28卷 3801-3806页

作者：刘蒙飞马鹏程尹灿姜侃巨啸晨新疆医科大学第六附属医院关节外科新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830000 山东省公共卫生临床中心骨科山东省济南市250000

背景:骨质疏松症是膝骨关节炎患者的常见合并症,不同骨密度对单髁置换的预后有何种影响是目前研究的热点。目的:通过有限元法研究不同骨密度对内侧固定平台单髁置换后关节内各结构应力大小及分布的影响,评估骨质疏松与并发症的相关性。... 详细信息

背景:骨质疏松症是膝骨关节炎患者的常见合并症,不同骨密度对单髁置换的预后有何种影响是目前研究的热点。目的:通过有限元法研究不同骨密度对内侧固定平台单髁置换后关节内各结构应力大小及分布的影响,评估骨质疏松与并发症的相关性。方法:利用CT、MRI获取1名志愿者的下肢影像数据,通过Geomagic Studio、Ansys workbench、Mimics等软件构建正常骨质的膝关节有限元模型(T值≥-1.0),通过改变材料参数建立骨质减少(-2.5

关键词：膝骨关节炎单髁置换骨质疏松生物力学有限元分析

Kartogenin联合脂肪干细胞对前交叉韧带重建术后腱骨愈合的影响

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中国修复重建外科杂志 2023年第8期37卷 1002-1010页

作者：陈刚郑乾刘蒙飞何海洋巨啸晨姜侃新疆医科大学第六附属医院关节外科乌鲁木齐830000

目的探讨Kartogenin(KGN)联合脂肪干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)对兔前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)重建术后腱骨愈合的影响。方法取原代ADSCs传代培养,将第3代细胞与10μmol/L KGN溶液培养72 h后,取KGN-ADSCs上清液与纤维蛋白胶以1∶1比例混合备用;另取第3代ADSCs与纤维蛋白胶混合作为对照。取成年新西兰大白兔80只,随机分为4组,分别为生理盐水组(A组)、ADSCs组(B组)、KGN-ADSCs组(C组)、假手术组(D组)。A~C组制备ACL重建模型后,分别于腱骨界面和肌腱间隙中注射生理盐水、ADSCs与纤维蛋白胶混合液、KGN-ADSCs上清液与纤维蛋白胶混合液;D组仅暴露ACL,不作其他处理。术后观察动物一般情况,于6、12周取腱骨界面组织及ACL标本,通过HE染色、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)免疫组织化学染色、TUNEL细胞凋亡检测观察腱骨愈合情况,计数成纤维细胞,测算JNK蛋白阳性表达率及细胞凋亡指数(apotosis index,AI);同时行抗拉力强度测试,测量最大载荷及最大拉伸距离,观察生物力学性能。结果术后28只动物因切口感染或死亡排除研究,最终A~D组分别12、12、12、16只纳入研究。术后A、B组腱骨界面愈合欠佳,C组愈合良好;6、12周时C组成纤维细胞计数、JNK蛋白表达率均高于A、B、D组,差异均有统计学意义(P<0.05);与6周比较,C组术后12周成纤维细胞计数减少、AI及JNK蛋白表达率下降,差异均有统计学意义(P<0.05)。生物力学测试示,术后6、12周,C组最大载荷高于A、B组、但低于D组,而最大拉伸距离结果相反,但组间差异均有统计学意义(P<0.05)。结论兔ACL重建后局部注射KGN-ADSCs可促进腱骨愈合,增强腱骨界面机械强度和抗拉力性。

关键词： Kartogenin 脂肪干细胞前交叉韧带重建腱骨愈合兔

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前交叉韧带重建术后腱骨愈合的生物学干预

临床医学进展 2023年第5期13卷 7949-7953页

作者：陈刚刘蒙飞姜侃新疆医科大学第六附属医院关节外科新疆乌鲁木齐

前交叉韧带断裂的主要原因是运动损伤,约占70%以上。前交叉韧带损伤能够继发关节软骨退变及半月板损伤,甚至导致关节功能丧失。在关节镜下行自体腘绳肌肌腱重建前交叉韧带是目前公认最有效的治疗方式,但失败率约为0.7%~10%,其手术失败... 详细信息

前交叉韧带断裂的主要原因是运动损伤,约占70%以上。前交叉韧带损伤能够继发关节软骨退变及半月板损伤,甚至导致关节功能丧失。在关节镜下行自体腘绳肌肌腱重建前交叉韧带是目前公认最有效的治疗方式,但失败率约为0.7%~10%,其手术失败的重要原因是移植肌腱与骨隧道愈合不良导致的。前交叉韧带重建术后腱骨界面的愈合是影响手术效果和患者转归的重要因素。因此,目前迫切需要寻找有效促进腱骨愈合作用靶点和干预方法作为补充治疗措施。本文从生物学干预角度对腱骨愈合的相关研究进行综述,总结目前医学前沿的基因工程技术加速腱骨愈合的关键问题,并展望未来的应用前景,降低重建后韧带的再损伤率,快速帮助患者恢复运动功能,改善生活质量,提高生活水平。

关键词： ACL 前交叉韧带重建腱骨愈合干细胞治疗基因治疗

人工膝关节单髁置换术治疗膝关节骨性关节炎的最新研究进展

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临床医学进展 2023年第4期13卷 5146-5152页

作者：刘蒙飞陈刚姜侃巨啸晨新疆医科大学第六附属医院关节外科新疆乌鲁木齐

人工单髁膝关节置换术(UKA)作为一种新的膝关节置换方式,是治疗孤立性内侧单室性膝关节炎患者的最佳选择。可有效减少手术暴露、减少失血、保留天然关节运动学和本体感觉、加速术后恢复和兼顾成本效益。尽管UKA后早期并发症相对较低,但... 详细信息

人工单髁膝关节置换术(UKA)作为一种新的膝关节置换方式,是治疗孤立性内侧单室性膝关节炎患者的最佳选择。可有效减少手术暴露、减少失血、保留天然关节运动学和本体感觉、加速术后恢复和兼顾成本效益。尽管UKA后早期并发症相对较低,但在远期随访中,无论是固定平台UKA还是活动平台的UKA,均表现出来比全膝关节置换术(TKA)更高的翻修率。UKA的术后并发症是造成较短假体使用寿命和较高翻修率的主要原因。本文对UKA治疗膝关节骨性关节炎进行综述,并讨论其未来前景。

关键词：膝关节骨性关节炎单髁置换全膝关节置换

骨质疏松患者膝关节单髁置换术中假体错位对内部结构应变的影响

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实用临床医药杂志 2024年第21期28卷 6-12页

作者：依力哈木江·吾斯曼刘蒙飞巨啸晨孙荣鑫新疆医科大学第六附属医院关节外科新疆乌鲁木齐830000

目的探讨骨质疏松膝关节单髁置换术中股骨假体错位对内部结构应变的影响。方法根据健康志愿者的影像学检查(CT、磁共振成像)数据构建正常骨质膝关节模型,并通过改变弹性模量构建骨质疏松膝关节模型,在此基础上分别建立正常骨质组、骨质... 详细信息

目的探讨骨质疏松膝关节单髁置换术中股骨假体错位对内部结构应变的影响。方法根据健康志愿者的影像学检查(CT、磁共振成像)数据构建正常骨质膝关节模型,并通过改变弹性模量构建骨质疏松膝关节模型,在此基础上分别建立正常骨质组、骨质疏松组的股骨假体错位单髁置换有限元模型。2组模型均施加1000 N垂直静态载荷,观察股骨假体各错位角度下内侧间室结构(聚乙烯衬垫、胫骨假体下松质骨)和外侧间室结构(半月板、胫骨软骨)的应变峰值和分布情况。结果骨质疏松组模型聚乙烯衬垫、胫骨假体下松质骨、半月板、胫骨软骨在不同内翻角度、外翻角度下的应变峰值均大于正常骨质组;骨质疏松组中,聚乙烯衬垫和胫骨假体下松质骨的应变峰值均随着股骨假体错位角度的增加而增加,但外翻错位角度下的增加幅度大于内翻错位角度,半月板和胫骨软骨的应变峰值亦随着股骨假体错位角度的增加而增加,但内翻错位角度下的增加幅度大于外翻错位角度。聚乙烯衬垫的应变集中区域位于股骨假体与衬垫接触部位的类圆形区域,松质骨的应变集中区域主要位于后外侧,半月板的应变集中区域位于前角附近,胫骨软骨的应变集中区域主要位于中部靠近髁间嵴。结论骨质疏松可能会对单髁置换术后膝关节内部结构的应变产生负面影响,股骨假体内翻错位可能加剧健侧间室(外侧间室)骨关节炎的进展,外翻错位则可能增加假体松动和翻修的风险。

关键词：膝骨关节炎骨质疏松单髁置换术应变有限元分析

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腹壁切口疝的治疗现状及注意事项

临床医学进展 2023年第7期13卷 10826-10832页

作者：尹灿李珊珊刘蒙飞覃祺谭艳卿帕尔哈提·阿布都热衣木新疆医科大学第六附属医院新疆乌鲁木齐新疆医科大学第一附属医院新疆乌鲁木齐

随着各种腹部手术的日益增多,腹壁切口疝的发生率也逐年升高。腹壁切口疝可导致疼痛、腹部肿块、便秘、肠梗阻,影响美观和生活质量等问题,手术治疗是其治疗原则。明确腹壁切口疝的手术方式、并发症及注意事项对腹壁切口疝的治疗和预防... 详细信息

随着各种腹部手术的日益增多,腹壁切口疝的发生率也逐年升高。腹壁切口疝可导致疼痛、腹部肿块、便秘、肠梗阻,影响美观和生活质量等问题,手术治疗是其治疗原则。明确腹壁切口疝的手术方式、并发症及注意事项对腹壁切口疝的治疗和预防有重大意义。本文将围绕切口疝的手术治疗现状及注意事项作一系统说明。

关键词：腹壁切口疝手术治疗并发症注意事项

初次全膝关节置换术中胫骨假体固定方式的研究进展

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骨科临床与研究杂志 2024年第1期9卷 53-56页

作者：史易晗刘蒙飞苏巴提江·帕尔哈提高健雷鹏飞孙荣鑫新疆医科大学第六附属医院关节外科乌鲁木齐830092 浙江大学医学院附属第一医院关节外科杭州310009

全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)是治疗终末期膝关节骨性关节炎的最佳方法,虽然初次TKA的15年生存率高达96%[1],但仍可能因种种原因进行翻修[2]。随着初次TKA患者数量不断增加[3-4],研究发现感染是其早期失败的主要原因,... 详细信息

全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)是治疗终末期膝关节骨性关节炎的最佳方法,虽然初次TKA的15年生存率高达96%[1],但仍可能因种种原因进行翻修[2]。随着初次TKA患者数量不断增加[3-4],研究发现感染是其早期失败的主要原因,无菌性松动是最常见的原因[5-7]。

关键词：膝关节骨性关节炎无菌性松动全膝关节置换术患者数量 TKA 胫骨假体固定方式早期失败